Clustered Data ONTAP Fundamentals课程第一单元学习笔记

　　Clustered Data Ontap Fundamentals课程的第一个模块主要介绍了Data ONTAP系统的主要优势和基本的架构。Clustered Data Ontap系统最大的优势是可以支持系统按需升级、扩展。

　　在很多方面，Clustered Data Ontap与传统的Data Ontap系统是非常相似的。这两个系统采用了很多相同的技术，比如：两个系统都采用了WAFL文件系统，都支持RAID4和RAID DP技术和快照技术等。

　　当然，两个系统之间也存在着一些差异。最突出的地方是在传统的Data Ontap系统中，每个存储设备拥有自己单独的WAFL文件系统。但是在Clustered Data Ontap系统，WAFL文件系统可以横跨多个存储设备，部署在集群中的所有存储设备上。

　　在Clustered Data Ontap系统中，每一个存储设备都被称为一个node（节点），多个node部署在一起，就形成了一个Cluster（集群）。

　　存储系统的可扩展性也是很重要的一点。Clustered Data Ontap系统不仅可以纵向扩展实现容量的扩容，也可以进行横向扩展，实现在集群中增加新的node（节点）来扩展集群的整体性能。但是在NAS和SAN这两种环境中，Clustered Data Ontap系统对于横向扩展节点的限制是有区别的。稍后我们会介绍。

　　和传统的Data Ontap系统一样，Clustered Data Ontap系统继续采用Aggregate和Flexible Volume这两种逻辑容器。但是和传统的Data Ontap系统不同的是，在Clustered Data Ontap系统中，volume不在是一个独立的存储设备WAFL文件系统的一部分了，现在的volume可能是集群系统中一个横跨多个node的WAFL文件系统或是称之为一个命名空间的组成部分。这样的volume相互结合在一起，共同创建一个大型的、分布式的命名空间。这个命名空间对外表现为一个单一的存储系统。对于Clustered Data Ontap系统来说，命名空间是具有唯一性的。

　　上面提到的这种新型的volume，可以实现在集群内部的迁移。而且这种迁移操作，对于volume所在的命名空间和正在使用这个命名空间的用户来说都是透明的。这个特点给我们带来的灵活性是显而易见的。在一个系统部署之后，随着时间的推移，可能会出现不同node上的负载不均衡的情况。这时，我们可能需要重新调整一下存储数据在不同node上的分配。这时，volume可以在集群中透明的迁移就会带来很大的灵活性。

　　在了解Clustered Data Ontap之前，首先了解一下Data Ontap -7mode这个系统，就是传统的单机系统。Data Ontap -7mode是由五个部分组成的，它们分别是：network、protocol、WAFL、RAID和storage。Clustered Data Ontap除了上述的这五个部分之外，还包括一些新的组件。这些新的组件保证了Clustered Data Ontap可以在多个系统上进行扩展。

　　1. network interface模块，这个组件主要是从客户端接收数据，并把数据传送到物理内存中；

　　2. protocol模块，这个组件是用来确定用于传送数据的协议，例如，在NAS环境中的NFS协议和CIFS协议。然后将数据传送到WAFL文件系统；

　　3. WAFL模块，这个模块接收原始数据，然后将原始数据拷贝到NVRAM中。

　　4. RAID模块，WAFL发送数据到RAID，RAID通过计算校验码来保护数据。

　　5. storage模块，RAID发送数据和校验信息到storage模块，由storage模块来实际完成数据的写操作。

　　和Data Ontap -7mode系统不同，Clustered Data Ontap系统的组件被划分成了两个部分，分别是access protocols layer和storage layer。Clustered Data Ontap系统将network和protocol这两个组件组合到access protocol layer，将其余的三个组件WAFL、RAID和storage组合到storage layer。

　　当两个节点或多个节点通过专用的IP网络实现集群的时候（从这句话我们可以了解到NetApp在实现Clustered Data Ontap系统时，节点之间应该是通过专用的IP网络进行连接的），如果一个客户端访问一个节点的数据时，但是这个数据并不位于这个节点下面，这个时候，这个节点的access protocols layer就会发送一个远程协议访问请求（remote protocol access request）到数据驻留节点的storage layer。这样的实现方式的目的是弱化实际数据存储设备的网络功能和协议层之间的联系，可以让集群中的所有节点能够一起协同工作，形成一个分布式的节点组合，同时实现从外部的角度看，是一个单一的存储系统。

　　随着集群规模的增长，集群中会增加更多的节点。随着节点数量的增加，集群整体的处理能力和数据存储容量也会得到同样的扩展。但是对于客户端来说，整个集群系统还是维持一个单一的存储系统的样子。

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